JP2008048298A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

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Suutai Ito
崇泰 伊藤
Shinji Horiguchi
真志 堀口
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor integrated circuit device equipped with a low-power-consumption and high-precision power source detection circuit. <P>SOLUTION: The semiconductor integrated circuit device has a startup circuit which operates at a first supply voltage, a constant current source of self-bias type, a reference voltage generating part and a voltage comparison circuit. The constant current source of self-bias type forms a constant current corresponding to the differential voltage between threshold voltages of a first transistor and a second transistor by a first resistance element and applies it also to the first transistor through the second transistor and a current mirror circuit. The reference voltage generating part forms the reference voltage by using the constant current and supplies it to the voltage comparison circuit. The voltage comparison circuit compares the reference voltage with a second supply voltage and forms a power source detection signal. The startup circuit forms a starting voltage in such a way that the reference voltage is a voltage corresponding to the first supply voltage only until the first supply voltage reaches a specific voltage which is equal to or less than the reference voltage. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体集積回路装置に関し、例えばパワーオンリット信号を形成する電源検出回路を有するものに利用して有効な技術に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and more particularly to a technique effective when used for a device having a power supply detection circuit for generating a power-on signal, for example.

パワーオン回路を備えた半導体集積回路装置の例として、特開2002−042459号、特開2001−210076号がある。特開2002−042459号においては、複数の電源電圧のうち、任意の電源電圧に対し電源投入検出回路(キャパシタと抵抗により容量結合または充電電圧で判定)を設け、それぞれ電源電圧で動作する回路のためにパワーオンリセット信号を生成する。また、異電位を使用する内部回路に対し、先のパワーオンリセット信号の少なくとも一つが活性状態(リセット中)の間主電源投入検出回路が別のパワーオンリセット信号を生成する。特開2001−210076号においては、外部電源電圧が低い期間、内部電源電圧の代わりに外部電源電圧を供給する。その期間は、リセット信号発生回路(抵抗の分圧比によりMOSFETのゲート電圧で判定)の生成するパワーオンリセット信号で規定する。
特開2002−042459号 特開2001−210076号
Examples of a semiconductor integrated circuit device provided with a power-on circuit include Japanese Unexamined Patent Application Publication Nos. 2002-042459 and 2001-210076. In Japanese Patent Laid-Open No. 2002-042459, a power-on detection circuit (determined by capacitive coupling or charging voltage by a capacitor and a resistor) is provided for any power supply voltage among a plurality of power supply voltages, and each of the circuits that operate at the power supply voltage Therefore, a power-on reset signal is generated. For the internal circuit using a different potential, the main power-on detection circuit generates another power-on reset signal while at least one of the previous power-on reset signals is in an active state (during reset). In Japanese Patent Laid-Open No. 2001-210076, an external power supply voltage is supplied instead of the internal power supply voltage during a period when the external power supply voltage is low. The period is defined by a power-on reset signal generated by a reset signal generation circuit (determined by the gate voltage of the MOSFET based on the voltage dividing ratio of the resistor).
JP 2002-042459 A JP 2001-210076

異電位の複数の電源系統(Vint /Vext)をもつLSIは、正常動作として行なわれる電源の投入及び遮断時や異常動作として発生する電源の瞬断時において、LSIの通常動作電流より1桁以上大きな貫通電流が発生し、そのLSIを実装したシステム全体で異常動作や発熱、LSI自身の破壊や特性劣化が起こることが多い。例えば、図16に示したように、LSI内部の異電位間の信号伝達に利用されるレベルシフト回路LSと、その出力信号を入力とする出力バッファOBを有するものにおいて、電源電圧Vint が低い時にレベルシフト回路LSの内部の状態が電位不定となることに起因してレベルシフト回路LS自身及び出力回路OBに貫通電流が発生するという現象が生じる。この現象を回避するために、LSI内部または外部で発生するパワーオンリセット信号によりレベルシフト回路の信号固定を行うことが必要になる。   LSIs with multiple power supply systems (Vint / Vext) with different potentials are more than an order of magnitude higher than the normal operating current of LSIs when power is turned on and off as a normal operation or when power supply is interrupted as an abnormal operation. A large through current is generated, and abnormal operation and heat generation, destruction of the LSI itself and characteristic deterioration often occur in the entire system on which the LSI is mounted. For example, as shown in FIG. 16, when a power supply voltage Vint is low in a circuit having a level shift circuit LS used for signal transmission between different potentials in an LSI and an output buffer OB that receives the output signal. A phenomenon occurs that a through current is generated in the level shift circuit LS itself and the output circuit OB because the internal state of the level shift circuit LS becomes unstable in potential. In order to avoid this phenomenon, it is necessary to fix the signal of the level shift circuit by a power-on reset signal generated inside or outside the LSI.

前記特許文献1のように基準電圧発生回路を用いない場合は、外部電源電圧(Vext)や内部電源電圧(Vint)の上昇・下降を検知してパワーオンリセット信号を生成するため、CMOSで構成される論理閾値を調整した論理回路(インバータ等)を利用するもの、抵抗の分圧比を用いるもの、単純に容量の充放電時間を利用するものが一般的である。CMOSで構成される論理閾値を調整した論理回路(インバータ等)を利用するものは、一般に検知電圧を調整するため、CMOSのバラツキ(3σ)と環境温度(Ta )による影響を受け易く、電源電圧の1/2の電圧レベルから検知レベルが離れる程検知精度が荒くなり本来検知したい電圧とかけ離れた電圧でパワーオンリセット信号を解除し、LSIに誤動作を生じさせる可能性がある。   When the reference voltage generation circuit is not used as in the above-mentioned Patent Document 1, the power supply reset signal is generated by detecting the rise and fall of the external power supply voltage (Vext) and the internal power supply voltage (Vint). In general, a circuit that uses a logic circuit (such as an inverter) that adjusts the logic threshold value, a circuit that uses a resistance voltage dividing ratio, or a circuit that simply uses the charge / discharge time of a capacitor. A device using a logic circuit (inverter or the like) having a logic threshold value constituted by CMOS generally adjusts a detection voltage, so that it is easily affected by variations in CMOS (3σ) and environmental temperature (Ta). As the detection level deviates from a voltage level of 1/2 of this, the detection accuracy becomes rough, and the power-on reset signal may be canceled with a voltage far from the voltage that is originally desired to be detected, causing a malfunction in the LSI.

抵抗の分圧比を用いるものは電圧レベル判定を行うスタティックな方法であり、パワーオンリセット信号を確実に発生させ易いが、スタティックな動作するために常にリーク電流が流れるので、低消費電流化のためにはチップの内部または外部に大きな抵抗が必要となるなど面積/実装コストの増大が問題となることが多い。単純な容量の充放電時間を用いるダイナミックなものは、リーク電流がほとんどないため低消費電流化を目的としたLSIで用いられることが多いが、電源電圧の立ち上がり時間が遅い時、容量充電期間が終了しても内部回路が動作可能な電源電圧に到達する前にパワーオンリセット状態が解除されてしまうという問題がある。また、この方式は、電源電圧が0Vから立ち上がる場合は問題なくパワーオンリセット信号を生成するが、電源電圧の瞬断が起きた場合は時定数を生成する容量に残電荷が残るためリセットパルス期間が短くなるケースや、パルスを全く発生しないなどの誤動作を引き起こすという問題がある。   The resistor voltage dividing ratio is a static method for determining the voltage level, and it is easy to reliably generate a power-on reset signal. However, since a leak current always flows because of static operation, the current consumption is reduced. In many cases, however, an increase in area / mounting cost becomes a problem because a large resistance is required inside or outside the chip. Dynamic devices using simple charge / discharge times are often used in LSIs that aim to reduce current consumption because there is almost no leakage current. However, when the rise time of the power supply voltage is slow, There is a problem that the power-on reset state is released before reaching the power supply voltage at which the internal circuit can operate even if the process is terminated. In addition, this method generates a power-on reset signal without any problem when the power supply voltage rises from 0 V. However, if an instantaneous interruption of the power supply voltage occurs, the remaining charge remains in the capacitor that generates the time constant, so the reset pulse period There is a problem of causing a malfunction such as a case where the pulse becomes shorter or a pulse not generated at all.

図17には、本発明に先立って検討されたパワーオンリセット回路の回路図が示されている。このパワーオンリセット回路は、バンドギャップレファレンス回路2を用いて基準電圧Vbgr を形成して、電圧比較回路CMPにより内部電源電圧Vint を検知する。つまり、基準電圧Vbgr よりも内部電源電圧Vint が高くなると、電圧比較回路CMPの出力信号がロウレベルからとハイレベルに変化し、インバータ回路INVを通してリセット信号rstをハイレベルからロウレベルにする。リセット信号rstは、電源電圧Vext の立ち上がりに対応してハイレベルとなり、レベルシフト回路LSの出力信号を強制的に固定レベルにして、内部電源電圧Vint が低いことによるレベルシフト回路での貫通電流及び、その出力信号の中間レベルによる出力回路OBでの貫通電流の発生を防止する。   FIG. 17 shows a circuit diagram of a power-on reset circuit studied prior to the present invention. This power-on reset circuit forms a reference voltage Vbgr using the bandgap reference circuit 2 and detects the internal power supply voltage Vint by the voltage comparison circuit CMP. That is, when the internal power supply voltage Vint becomes higher than the reference voltage Vbgr, the output signal of the voltage comparison circuit CMP changes from low level to high level, and the reset signal rst is changed from high level to low level through the inverter circuit INV. The reset signal rst becomes a high level corresponding to the rise of the power supply voltage Vext, the output signal of the level shift circuit LS is forced to a fixed level, and a through current in the level shift circuit due to the low internal power supply voltage Vint and The generation of the through current in the output circuit OB due to the intermediate level of the output signal is prevented.

スタートアップ回路1は、電源電圧Vext の立ち上がり時にPチャネルMOSFETMP33がオン状態となって、上記バンドギャップレファレンス回路2のMOSFETMN30に電流を供給する。このMOSFETMN30に電流が流れることにより、MOSFETMN30、MN31及びMP37、MP36に電流を流してMOSFETMP35、MP34にも電流が流れる状態にされてバンドギャップレファレンス回路2が動作状態にされる。   The startup circuit 1 supplies the current to the MOSFET MN30 of the bandgap reference circuit 2 by turning on the P-channel MOSFET MP33 when the power supply voltage Vext rises. When a current flows through the MOSFET MN30, a current flows through the MOSFETs MN30, MN31, MP37, and MP36, and a current also flows through the MOSFETs MP35 and MP34, and the bandgap reference circuit 2 is activated.

上記リセット信号rstは、内部電源電圧Vint が上記基準電圧Vbgr よりも高くなるとロウレベルとなり、上記レベルシフト回路LSのリセット状態を解除する。これにより、レベルシフト回路LSは、入力信号inに対応したレベルシフト動作を行うことになる。スタートアップ回路1は、電源電圧Vext が所定電圧まで立ち上がると、MOSFETMP30のオン抵抗値がMOSFETMP31、32の合成オン抵抗値よりも小さくなってMOSFETMP33をオフ状態にする。これにより、スタートアップ回路1は、バンドギャップレファレンス回路2の動作状態に影響を与えないようにされる。   The reset signal rst becomes low level when the internal power supply voltage Vint becomes higher than the reference voltage Vbgr, and releases the reset state of the level shift circuit LS. As a result, the level shift circuit LS performs a level shift operation corresponding to the input signal in. When the power supply voltage Vext rises to a predetermined voltage, the start-up circuit 1 turns on the MOSFET MP33 because the on-resistance value of the MOSFET MP30 is smaller than the combined on-resistance value of the MOSFETs MP31 and 32. As a result, the startup circuit 1 is prevented from affecting the operating state of the bandgap reference circuit 2.

上記図17に示したパワーオンリセット回路としてバンドギャップレファレンス回路5を用いる場合は、バンドギャップレファレンス回路2の最低動作電圧(例えば1.2Vの基準電圧Vbgr に対して2.5V)以上であれば精度良く電圧判定が出来るが、最低動作電圧以下では基準電圧Vbgr が不定となるためパワーオンリセット信号が発生しない場合がある。また抵抗R2,R3やバイポーラトランジスタT1〜T3を多用しているため、自己消費電流と面積のトレードオフ関係が問題となる。   When the bandgap reference circuit 5 is used as the power-on reset circuit shown in FIG. 17, if it is equal to or higher than the minimum operating voltage of the bandgap reference circuit 2 (for example, 2.5V with respect to the reference voltage Vbgr of 1.2V). Although the voltage can be judged with high accuracy, the power-on reset signal may not be generated because the reference voltage Vbgr is undefined below the minimum operating voltage. Further, since the resistors R2 and R3 and the bipolar transistors T1 to T3 are frequently used, the trade-off relationship between the self-consumption current and the area becomes a problem.

本発明の目的は、低消費電流で高精度の電源検出回路を備えた半導体集積回路装置を提供することにある。この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device provided with a highly accurate power supply detection circuit with low current consumption. The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。すなわち、半導体集積回路装置は、第1電源電圧で動作するスタートアップ回路、自己バイアス型定電流源、基準電圧生成部及び電圧比較回路を有する。上記自己バイアス型定電流源は、ダイオード形態にされた第1トランジスタとそれよりも小さなしきい値電圧を持つようにされた第2トランジスタとの差電圧に対応した定電流を第1抵抗素子で形成する。この定電流は、上記第2トランジスタ及び電流ミラー回路を介して上記第1トランジスタに流す。上記基準電圧生成部は、上記自己バイアス型定電流源の電流ミラー回路と電流ミラー形態にされた第3トランジスタで形成された定電流が流れる第2抵抗素子で基準電圧を形成して上記電圧比較回路に供給する。電圧比較回路は、上記基準電圧と上記第1電源電圧とは異なる第2電源電圧を比較して電源検出信号を形成する。上記スタートアップ回路は、上記第1電源電圧が上記基準電圧以下の所定電圧に到達するまでの間上記第1トランジスタ又は第2トランジスタに起動電流が流れるような起動電圧を上記自己バイアス型定電流源に対して供給し、上記基準電圧が上記第1電源電圧に対応した電圧となるような制御電圧を上記基準電圧生成部に対して供給し、上記第1電源電圧が上記所定電圧に到達すると、上記自己バイアス型定電流源に対する上記起動電圧及び上記基準電圧生成部に対する上記制御電圧の供給を停止する。   The outline of a typical invention among the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, the semiconductor integrated circuit device includes a startup circuit that operates at the first power supply voltage, a self-biased constant current source, a reference voltage generation unit, and a voltage comparison circuit. In the self-bias type constant current source, a constant current corresponding to a differential voltage between a first transistor in a diode form and a second transistor having a smaller threshold voltage is generated by the first resistance element. Form. This constant current is passed through the first transistor via the second transistor and the current mirror circuit. The reference voltage generation unit forms a reference voltage by a second resistance element through which a constant current is formed by a current mirror circuit of the self-bias type constant current source and a third transistor in a current mirror form, and compares the voltage. Supply to the circuit. The voltage comparison circuit compares a second power supply voltage different from the reference voltage and the first power supply voltage to generate a power supply detection signal. The start-up circuit uses, as a self-biased constant current source, a start-up voltage that causes a start-up current to flow through the first transistor or the second transistor until the first power supply voltage reaches a predetermined voltage equal to or lower than the reference voltage. When the control voltage is supplied to the reference voltage generation unit so that the reference voltage becomes a voltage corresponding to the first power supply voltage, and the first power supply voltage reaches the predetermined voltage, The supply of the starting voltage to the self-bias type constant current source and the control voltage to the reference voltage generator is stopped.

低消費電流で高精度の電源検出回路を実現できる。   A highly accurate power supply detection circuit with low current consumption can be realized.

図1には、この発明に係る電源検出回路の一実施例の回路図が示されている。この実施例では、異なる2つの電源電圧Vext とVint で動作する半導体集積回路装置に向けられている。電源電圧Vext は、特に制限されないが、3.3Vのような電圧とされ、半導体集積回路装置の外部装置のとの信号授受を行う入出力回路I/Oの動作電圧とされる。電源電圧Vint は、特に制限されないが、1.5Vのような電圧とされ、半導体集積回路装置の内部回路LOGの動作電圧とされる。上記入出力回路I/Oには、レベルシフト回路LSが設けられる。内部回路LOGで形成されたVint 振幅信号は、上記レベルシフト回路LSによりVext 振幅信号に変換され、出力回路OBを通して外部端子TEXから出力される。外部端子TEXから入力された入力信号は、入力回路IBに取り込まれ、レベルシフト回路LSによりVint 振幅信号に変換されて内部回路LOGに伝えられる。なお、上記入力回路IBにレベルシフト機能を設けるようにしてもよい。   FIG. 1 shows a circuit diagram of an embodiment of a power supply detection circuit according to the present invention. This embodiment is directed to a semiconductor integrated circuit device that operates with two different power supply voltages Vext and Vint. The power supply voltage Vext is not particularly limited, but is a voltage such as 3.3 V, and is an operating voltage of the input / output circuit I / O that exchanges signals with an external device of the semiconductor integrated circuit device. The power supply voltage Vint is not particularly limited, but is set to a voltage such as 1.5 V, which is an operating voltage of the internal circuit LOG of the semiconductor integrated circuit device. The input / output circuit I / O is provided with a level shift circuit LS. The Vint amplitude signal formed by the internal circuit LOG is converted into a Vext amplitude signal by the level shift circuit LS and output from the external terminal TEX through the output circuit OB. An input signal input from the external terminal TEX is taken into the input circuit IB, converted into a Vint amplitude signal by the level shift circuit LS, and transmitted to the internal circuit LOG. The input circuit IB may be provided with a level shift function.

上記レベルシフト回路LS及び出力回路OBでの貫通電流の発生を防止するため電源検出回路VINTDETが設けられる。電源検出回路VINTDETは、スタートアップ回路1、自己バイアス型定電流源2、基準電圧生成部3及び電圧比較回路CMPとインバータ回路INVから構成される。   A power supply detection circuit VINTDET is provided to prevent generation of a through current in the level shift circuit LS and the output circuit OB. The power supply detection circuit VINTDET includes a startup circuit 1, a self-biased constant current source 2, a reference voltage generation unit 3, a voltage comparison circuit CMP, and an inverter circuit INV.

自己バイアス型定電流源2は、次の回路により構成される。NチャネルMOSFETMN3とMN4は、NチャネルMOSFETMN3の電流密度がMN4に比べて大きくされることにより、大きなしきい値電圧を持つようにされる。上記MOSFETMN3のドレインとゲートとを接続してダイオード構成とし、ソースに回路の接地電位(VSS)を供給する。このMOSFETMN3とMN4のゲートとを共通接続し、ソースと回路の接地電位(VSS)との間に抵抗R1が設けられる。抵抗R1には、上記MOSFETMN3とMN4のしきい値電圧差に対応した定電圧が供給される。上記MOSFETMN4に流れる定電流は、電流ミラー形態にされたPチャネルMOSFETMP8,MN7を介して上記MOSFETMN3に帰還される。上記MOSFETMP7とMP8のサイズ比を等しくし、MOSFETMN3とMN4に同じ電流を流すようにした場合、上記MOSFETMN3に比べてMN4のサイズがN倍にされる。これにより、上記MOSFETMN3とMN4の電流密度がN対1にされる。   The self-bias type constant current source 2 includes the following circuit. The N-channel MOSFETs MN3 and MN4 have a large threshold voltage when the current density of the N-channel MOSFET MN3 is made larger than that of MN4. The drain and gate of the MOSFET MN3 are connected to form a diode, and the circuit ground potential (VSS) is supplied to the source. The gates of the MOSFETs MN3 and MN4 are connected in common, and a resistor R1 is provided between the source and the ground potential (VSS) of the circuit. A constant voltage corresponding to the threshold voltage difference between the MOSFETs MN3 and MN4 is supplied to the resistor R1. The constant current flowing through the MOSFET MN4 is fed back to the MOSFET MN3 via P-channel MOSFETs MP8 and MN7 in the form of current mirrors. When the size ratios of the MOSFETs MP7 and MP8 are made equal to allow the same current to flow through the MOSFETs MN3 and MN4, the size of the MN4 is N times that of the MOSFET MN3. As a result, the current density of the MOSFETs MN3 and MN4 is set to N: 1.

上記自己バイアス型定電流源2は、上記PチャネルMOSFETMP7,MP8とNチャネルMOSFETMN3,MN4のカレントミラー回路をそれぞれ1段(Vth分)縦積みにした回路構成であり、PチャネルMOSFET側からのミラー電流はノードpbis、NチャネルMOSFET側からのミラー電流はノードnbisのバイアス端子によって他のアナログ回路(例えばOPアンプのバイアス電流)に供給される。   The self-bias type constant current source 2 has a circuit configuration in which the current mirror circuits of the P-channel MOSFETs MP7 and MP8 and the N-channel MOSFETs MN3 and MN4 are respectively stacked in one stage (for Vth), and are mirrors from the P-channel MOSFET side. The current is supplied to the node pbis, and the mirror current from the N-channel MOSFET side is supplied to another analog circuit (for example, the bias current of the OP amplifier) by the bias terminal of the node nbis.

上記自己バイアス型定電流源2は、上記スタートアップ回路1に接続されている。上記自己バイアス型定電流源2は、外部電源電圧Vext が動作可能な電源電圧に達していてもカレントミラーがオンまたはオフする2つの安定状態を持つため、必然的にスタートアップ回路1が必要である。スタートアップ回路1は、自己バイアス型定電流源よりバイアス端子(pbis及びnbis)を受けたカレントミラーMOSFETMP1及びMN1はそれぞれダイオード接続されたMOSFETMP2,MP3及びMP4,MP5に接続されている。外部電源電圧Vext が0Vの時は、スタートアップ回路1のカレントミラーMOSFETMP1及びMN1もダイオード接続されたMOSFETMOSFETMP2,MP3及びMP4,MP5もオフしている。   The self-bias type constant current source 2 is connected to the startup circuit 1. Since the self-bias type constant current source 2 has two stable states in which the current mirror is turned on or off even when the external power supply voltage Vext reaches an operable power supply voltage, the startup circuit 1 is necessarily required. . In the startup circuit 1, current mirror MOSFETs MP1 and MN1 that have received bias terminals (pbis and nbis) from a self-biased constant current source are connected to diode-connected MOSFETs MP2, MP3, MP4, and MP5, respectively. When the external power supply voltage Vext is 0V, the MOSFETs MP2, MP3, MP4, and MP5, which are diode-connected to the current mirror MOSFETs MP1 and MN1 of the startup circuit 1, are also turned off.

外部電源電圧Vext が上昇するに従いカレントミラーMOSFETMP1はオフであっても電流注入MOSFETMP6のゲート電位が低いため電流注入MOSFETMP6がオンしノードnbisの電位を外部電源電圧Vext まで上昇させる。また、カレントミラーMOSFETMN1もオフであるがダイオード接続されたMOSFETMP4,MP5が外部電源電圧Vext の上昇に従いオンするため電流注入MOSFETMN2のゲート電位も上昇しノードpbisの電位がグランド電位VSS(0V)まで下がる。したがって、自己バイアス型定電流源2に起動がかかる。   As the external power supply voltage Vext increases, the gate potential of the current injection MOSFET MP6 is low even if the current mirror MOSFET MP1 is off, so that the current injection MOSFET MP6 is turned on and the potential of the node nbis is increased to the external power supply voltage Vext. Although the current mirror MOSFET MN1 is also turned off, the diode-connected MOSFETs MP4 and MP5 are turned on as the external power supply voltage Vext rises, so that the gate potential of the current injection MOSFET MN2 rises and the potential of the node pbis falls to the ground potential VSS (0V). . Therefore, the self-bias type constant current source 2 is activated.

外部電源電圧Vext がさらに高くなるとカレントミラーMOSFETMP1,MN1がオンすることで、電流注入MOSFETMP6及びMN2はオフとなる方向に働く。なお、カレントミラーMOSFETMP1,MN1はダイオード接続されたMOSFETMP2,MP3及びMP4,MP5よりW/L(サイズ)比が大きくなるように定数が決められている。   When the external power supply voltage Vext further increases, the current mirror MOSFETs MP1 and MN1 are turned on, so that the current injection MOSFETs MP6 and MN2 are turned off. The constants of the current mirror MOSFETs MP1 and MN1 are determined so that the W / L (size) ratio is larger than that of the diode-connected MOSFETs MP2 and MP3 and MP4 and MP5.

このような自己バイアス型定電流源2に対して基準電圧生成部3が設けられる。飽和領域で動作するMOSFET(ダイオード接続したPチャネルMOSFET)MP12と、と線形動作するMOSFET(常時オンするようにゲート電位をグランド電位VSSに固定したPチャネルMOSFET)MP10,MP11を縦積みした回路にカレントミラーMOSFETMP9を通して上記自己バイアス型定電流源2で形成された定電流を流すことで、飽和領域で動作するMOSFETMP12の負温特をもつゲート,ソース間電圧Vgsと線形動作するMOSFETMP10,MP11の正の温特を持つゲート,ソース間電圧Vgsが打ち消しあい温度依存性が比較的フラットな基準電圧Vthref (約1.0V〜1.2V付近)を生成する。   A reference voltage generator 3 is provided for such a self-biased constant current source 2. A circuit in which a MOSFET (diode-connected P-channel MOSFET) MP12 that operates in a saturation region and a MOSFET (P-channel MOSFET in which the gate potential is fixed to the ground potential VSS so as to be always on) MP10 and MP11 are vertically stacked. By passing a constant current formed by the self-bias type constant current source 2 through the current mirror MOSFET MP9, the positive polarity of the MOSFET MP10 and MP11 operating linearly with the gate-source voltage Vgs of the MOSFET MP12 operating in the saturation region and having a negative temperature characteristic. The voltage Vgs between the gate and the source having the temperature characteristics cancels each other, and a reference voltage Vthref (about 1.0 to 1.2 V) having a relatively flat temperature dependence is generated.

電圧比較回路CMPは、上記基準電圧Vthref と内部電源電圧Vint とを比較して出力信号を形成する。この比較出力信号は、インバータ回路INVで増幅されてパワーオンリセット信号rstを生成し、前記入出力回路I/Oに伝えられて、貫通電流を防止するためにレベルシフト回路LSの出力信号を強制的に固定レベルにして、後述するように内部電源電圧Vint が低いことによるレベルシフト回路LSでの貫通電流及び、その出力信号の中間レベルによる出力回路OBでの貫通電流の発生を防止する。   The voltage comparison circuit CMP compares the reference voltage Vthref and the internal power supply voltage Vint to form an output signal. This comparison output signal is amplified by the inverter circuit INV to generate a power-on reset signal rst, which is transmitted to the input / output circuit I / O, forcing the output signal of the level shift circuit LS to prevent a through current. As will be described later, the through-current in the level shift circuit LS due to the low internal power supply voltage Vint and the through-current in the output circuit OB due to the intermediate level of the output signal are prevented.

図2には、図1の電源検出回路の動作を説明するための特性図が示されている。外部電源電圧Vext が低い時、自己バイアス型定電流源2のスタートアップ回路1によりバイアス端子pbisがグランド電位VSSまで下がるため、基準電圧生成部3のカレントミラーMOSFETMP9が線形領域で動作するため基準電圧Vthref が外部電源電圧Vext 近くまで上昇する。したがって、基準電圧Vthref が正常な電圧(約1.0V〜1.2V付近)に到達するまでの電圧範囲Aでは、内部電源電圧Vint が外部電源電圧Vext 以下であれば電圧比較回路CMPの出力が反転することはない。したがって、リセット信号rstによりレベルシフト回路LSが固定されたままとなる。一方、基準電圧Vthref が正常な電圧(約1.0V〜1.2V付近)に到達した後は、電圧範囲Bのように内部電源電圧Vint がこの基準電圧Vthref を横切った時点で、電圧比較回路CMPの出力が反転してハイレベルになり、インバータ回路INVを通したリセット信号rstがロウレベルに解除されレベルシフト回路LSは通常動作が可能となる。なお、前記図17のバンドギャップレファレンス回路2に対応した基準電圧Vbgr が比較のために示されている。   FIG. 2 is a characteristic diagram for explaining the operation of the power supply detection circuit of FIG. When the external power supply voltage Vext is low, the start-up circuit 1 of the self-bias type constant current source 2 lowers the bias terminal pbis to the ground potential VSS, so that the current mirror MOSFET MP9 of the reference voltage generator 3 operates in the linear region, so that the reference voltage Vthref Rises to near the external power supply voltage Vext. Therefore, in the voltage range A until the reference voltage Vthref reaches a normal voltage (about 1.0 V to 1.2 V), if the internal power supply voltage Vint is less than or equal to the external power supply voltage Vext, the output of the voltage comparison circuit CMP is There is no inversion. Therefore, the level shift circuit LS remains fixed by the reset signal rst. On the other hand, after the reference voltage Vthref reaches a normal voltage (about 1.0 V to 1.2 V), the voltage comparison circuit is used when the internal power supply voltage Vint crosses the reference voltage Vthref as in the voltage range B. The output of CMP is inverted to a high level, the reset signal rst that has passed through the inverter circuit INV is released to a low level, and the level shift circuit LS can operate normally. Note that a reference voltage Vbgr corresponding to the band gap reference circuit 2 of FIG. 17 is shown for comparison.

図3には、この発明に係る電源検出回路の他の一実施例の回路図が示されている。この実施例では、内部回路LOG、入出力回路I/Oの入力回路IBや外部端子TEXが省略して示されている。基準電圧Vthref を生成する基準電圧生成部3は、電流パスを2つのPMOS側及びNMOS側のカレントミラーMOSFETMP9とMN5と線形動作するMOSFETMP10,MP11から構成したものである。上記MOSFETMN5が、前記ダイオード形態のPチャネルMOSFETMP12に置き換えられたものであり、基本動作は図1の実施例と近いためにほぼ同様の効果が得られる。   FIG. 3 is a circuit diagram showing another embodiment of the power supply detection circuit according to the present invention. In this embodiment, the internal circuit LOG, the input circuit IB of the input / output circuit I / O, and the external terminal TEX are omitted. The reference voltage generation unit 3 that generates the reference voltage Vthref is configured by MOSFETs MP10 and MP11 that linearly operate with two PMOS-side and NMOS-side current mirror MOSFETs MP9 and MN5. The MOSFET MN5 is replaced by the diode-type P-channel MOSFET MP12, and the basic operation is similar to that of the embodiment of FIG.

図4には、この発明に係る電源検出回路の他の一実施例の回路図が示されている。この実施例では、前記図3と同様に内部回路LOG、入出力回路I/Oの入力回路IBや外部端子TEXが省略して示されている。基準電圧Vthref を生成する基準電圧生成部3は、図3と同様なNMOS側のカレントミラーMOSFETMN5で形成される。この実施例では、基準電圧Vthref を生成する電流パスからダイオード接続した飽和領域で動作するMOSFETMP12を削除し、図3と同様なNMOS側のカレントミラーMOSFETMN5と線形動作するMOSFETMOSFETMP10,MP11から構成したものである。基準電圧Vthref が正常な電圧(約1.0V〜1.2V付近)に到達するまでの電圧範囲Aであって、ノードnbisが一定になるまでは、ゲートに回路の接地電位が与えられたPチャネルMOSFETMP9より前記同様に基準電圧Vthref が外部電源電圧Vext 近くまで上昇する。このように基本動作は図1、図2に近いため、前記とほぼ同様の効果が得られる。   FIG. 4 is a circuit diagram showing another embodiment of the power supply detection circuit according to the present invention. In this embodiment, as in FIG. 3, the internal circuit LOG, the input circuit IB of the input / output circuit I / O, and the external terminal TEX are omitted. The reference voltage generator 3 for generating the reference voltage Vthref is formed of a current mirror MOSFET MN5 on the NMOS side similar to FIG. In this embodiment, the MOSFET MP12 that operates in the diode-connected saturation region is deleted from the current path that generates the reference voltage Vthref, and is configured by the MOSFET MOSFETMP10 and MP11 that operate linearly with the NMOS current mirror MOSFET MN5 similar to FIG. is there. In the voltage range A until the reference voltage Vthref reaches a normal voltage (approximately 1.0 V to 1.2 V), and until the node nbis becomes constant, the gate is supplied with the circuit ground potential P As described above, the reference voltage Vthref rises from the channel MOSFET MP9 to near the external power supply voltage Vext. As described above, the basic operation is similar to that shown in FIGS.

図5には、この発明に係る電源検出回路の更に他の一実施例の回路図が示されている。この実施例の電源検出回路は、前記図1、3の実施例とは異なり、外部電源電圧の検知を行うようにされる。同図においても、前記同様に内部回路LOG、入出力回路I/Oの入力回路IBや外部端子TEXが省略して示されている。この実施例の電源電圧検出回路VEXTDETは、前記同様なスタートアップ回路1をもつ自己バイアス型定電流源2と電圧比較回路CMP及びインバータ回路INVから構成される。つまり、前記図1や図3の基準電圧生成部3が設けられない。   FIG. 5 shows a circuit diagram of still another embodiment of the power supply detection circuit according to the present invention. Unlike the embodiment shown in FIGS. 1 and 3, the power supply detection circuit of this embodiment detects an external power supply voltage. Also in the drawing, the internal circuit LOG, the input circuit IB of the input / output circuit I / O, and the external terminal TEX are omitted in the same manner as described above. The power supply voltage detection circuit VEXTDET of this embodiment includes a self-bias type constant current source 2 having a startup circuit 1 similar to the above, a voltage comparison circuit CMP, and an inverter circuit INV. That is, the reference voltage generator 3 shown in FIGS. 1 and 3 is not provided.

前記実施例の動作説明で述べたと同様に、外部電源電圧(Vext )が0Vの時は、スタートアップ回路1のカレントミラーMOSFETMP1,MN1もダイオード接続されたMOSFETMP2,MP3及びMP4,MP5もオフしている。外部電源電圧Vext が上昇するに従いカレントミラーMOSFETMP1はオフであっても電流注入MOSFETMP6のゲート電位が低いため電流注入MOSFETMP6がオンしノードnbisの電位が外部電源電圧Vext まで上昇する。カレントミラーMOSFETMN1もオフであるがダイオード接続されたMOSFETMP4,MP5が外部電源電圧Vext の上昇に従いオンするため電流注入MOSFETMN2のゲート電位も上昇しノードpbisの電位が回路の接地電位VSSまで下がる。したがって、自己バイアス型定電流源2に起動がかかる。   As described in the description of the operation of the embodiment, when the external power supply voltage (Vext) is 0 V, the current mirror MOSFETs MP1 and MN1 of the startup circuit 1 and the diode-connected MOSFETs MP2, MP3 and MP4 and MP5 are also turned off. . As the external power supply voltage Vext rises, even if the current mirror MOSFET MP1 is off, the gate potential of the current injection MOSFET MP6 is low, so that the current injection MOSFET MP6 is turned on and the potential of the node nbis rises to the external power supply voltage Vext. Although the current mirror MOSFET MN1 is also off, the diode-connected MOSFETs MP4 and MP5 are turned on as the external power supply voltage Vext rises, so that the gate potential of the current injection MOSFET MN2 rises and the potential of the node pbis falls to the circuit ground potential VSS. Therefore, the self-bias type constant current source 2 is activated.

外部電源電圧Vext が更に高くなると、カレントミラーMOSFETMP1,MN1がオンすることで、電流注入MOSFETMP6及びMN2はオフとなる方向に働く。したがって、図6の特性図に示すように、ノードpbisとnbisのクロスポイントが必ず存在するが、外部電源電圧Vext で動作するPチャネルMOSFETとNチャネルMOSFETのそれぞれしきい値の和2Vthとほぼ同じである。このクロスポイントを電圧比較回路CMPで比較することで前記同様にインバータ回路INVを通してパワーオンリセット信号rstを発生させる。つまり、外部電源電圧Vext がクロスポイントを超えて高くなると、を電圧比較回路CMPの出力信号がハイレベルとなり、前記同様にインバータ回路INVの出力信号がロウレベルとなってパワーオンリセット信号rstをロウレベルとしてリセット状態を解除させる。   When the external power supply voltage Vext is further increased, the current mirror MOSFETs MP1 and MN1 are turned on so that the current injection MOSFETs MP6 and MN2 are turned off. Therefore, as shown in the characteristic diagram of FIG. 6, there is always a cross point between the nodes pbis and nbis, which is almost the same as the sum 2Vth of the threshold values of the P-channel MOSFET and the N-channel MOSFET operating at the external power supply voltage Vext. It is. By comparing this cross point with the voltage comparison circuit CMP, the power-on reset signal rst is generated through the inverter circuit INV as described above. That is, when the external power supply voltage Vext becomes higher than the cross point, the output signal of the voltage comparison circuit CMP becomes high level, and similarly, the output signal of the inverter circuit INV becomes low level and the power-on reset signal rst becomes low level. Release the reset state.

図7には、この発明に係る電源検出回路の更に他の一実施例の回路図が示されている。この実施例は、前記図1の電源電圧検出回路VINTDETの回路を応用して外部電源電圧検出回路VEXTDETを構成するものである。つまり、前記図1の電圧比較回路CMPに入力される入力電圧として、図1の内部電源電圧Vint に代えて、ダイオード接続されたPチャネルMOSFETMP13、MP14、MP15、MP16から構成された分圧回路で外部電源電圧Vext を分圧した分圧電圧Vext/n を形成して前記基準電圧生成部3で形成された温度依存性が比較的フラットな基準電圧Vthref (約1.0V〜1.2V付近)とを比較することで外部電源電圧Vext の上昇及び下降を検知しパワーオンリセット信号rstを発生させる。基準電圧Vthref と分圧電圧Vext/n との関係で、検出したい外部電源電圧Vext の電圧が設定される。   FIG. 7 shows a circuit diagram of still another embodiment of the power supply detection circuit according to the present invention. In this embodiment, an external power supply voltage detection circuit VEXTDET is configured by applying the power supply voltage detection circuit VINTDET of FIG. In other words, the input voltage input to the voltage comparison circuit CMP in FIG. 1 is a voltage dividing circuit constituted by diode-connected P-channel MOSFETs MP13, MP14, MP15, and MP16 instead of the internal power supply voltage Vint in FIG. A reference voltage Vthref having a relatively flat temperature dependency formed by the reference voltage generating unit 3 by forming a divided voltage Vext / n obtained by dividing the external power supply voltage Vext (around 1.0V to 1.2V) To detect the rise and fall of the external power supply voltage Vext and generate the power-on reset signal rst. The external power supply voltage Vext to be detected is set according to the relationship between the reference voltage Vthref and the divided voltage Vext / n.

図8には、この発明に係る半導体集積回路装置の一実施例の概略ブロック図が示されている。異電位である外部電源電圧Vext と内部電源電圧Vint をもつ半導体集積回路装置LSIに、外部電源電圧検出回路VEXTDET及び内部電源電圧検出回路VINTDETが搭載される。上記外部電源電圧検出回路VEXTDETは、前記図5又は図7に示したような回路で構成される。上記内部電源電圧検出回路VINTDETは、前記図1、図3又は図4に示したような回路で構成される。   FIG. 8 is a schematic block diagram showing an embodiment of the semiconductor integrated circuit device according to the present invention. An external power supply voltage detection circuit VEXTDET and an internal power supply voltage detection circuit VINTDET are mounted on a semiconductor integrated circuit device LSI having an external power supply voltage Vext and an internal power supply voltage Vint that are different potentials. The external power supply voltage detection circuit VEXTDET is configured by a circuit as shown in FIG. 5 or FIG. The internal power supply voltage detection circuit VINTDET is constituted by a circuit as shown in FIG. 1, FIG. 3 or FIG.

半導体集積回路装置LSIのチップ外周に沿って入力/出力回路IOBが配置される。この入力/出力回路IOBは、外部電源電圧Vext で動作する。半導体集積回路装置LSIの内部には、内部回路として中央処理装置(マイクロプロセッサ又は制御論理回路)CPUと、メモリRAMが設けられる。これらのCPU、RAMは、内部電源電圧Vint で動作するようにされる。これら内部電源電圧Vint で動作する回路エリアは、ハッチングで示している。上記CPUとRAMとの間の信号S4は、上記内部電源電圧Vint に対応した信号レベルにされる。RAMと入力/出力回路IOBとの間の信号授受は、レベルシフト回路LS1を通して行われる。   An input / output circuit IOB is arranged along the outer periphery of the chip of the semiconductor integrated circuit device LSI. The input / output circuit IOB operates with the external power supply voltage Vext. Inside the semiconductor integrated circuit device LSI, a central processing unit (microprocessor or control logic circuit) CPU and a memory RAM are provided as internal circuits. These CPU and RAM are made to operate at the internal power supply voltage Vint. The circuit area that operates with these internal power supply voltages Vint is indicated by hatching. The signal S4 between the CPU and RAM is set to a signal level corresponding to the internal power supply voltage Vint. Signal exchange between the RAM and the input / output circuit IOB is performed through the level shift circuit LS1.

RAM側信号S0は、レベルシフト回路LS1を通して内部電源電圧Vint に対応した信号振幅が外部電源電圧Vext に対応した信号振幅S1に変換して伝えられる。逆に、入力/出力回路IOB側の信号S1は、レベルシフト回路LS1を通して内部電源電圧Vint に対応した信号振幅S0に変換して伝えられる。同様に、CPU側信号S2は、レベルシフト回路LS2を通して内部電源電圧Vint に対応した信号振幅が外部電源電圧Vext に対応した信号振幅S3に変換して伝えられる。逆に、入力/出力回路IOB側の信号S3は、レベルシフト回路LS2を通して内部電源電圧Vint に対応した信号振幅S2に変換して伝えられる。上記レベルシフト回路LS1とLS2は、内部電源電圧Vint と外部電源電圧Vext により動作するようにされる。上記レベルシフト回路LS1,LS2と入力/出力回路IOBとにより、前記入出力回路I/Oが構成される。   The RAM side signal S0 is transmitted through the level shift circuit LS1 after converting the signal amplitude corresponding to the internal power supply voltage Vint to the signal amplitude S1 corresponding to the external power supply voltage Vext. Conversely, the signal S1 on the input / output circuit IOB side is transmitted through the level shift circuit LS1 after being converted into a signal amplitude S0 corresponding to the internal power supply voltage Vint. Similarly, the CPU side signal S2 is transmitted through the level shift circuit LS2 by converting the signal amplitude corresponding to the internal power supply voltage Vint to the signal amplitude S3 corresponding to the external power supply voltage Vext. Conversely, the signal S3 on the input / output circuit IOB side is transmitted after being converted into a signal amplitude S2 corresponding to the internal power supply voltage Vint through the level shift circuit LS2. The level shift circuits LS1 and LS2 are operated by the internal power supply voltage Vint and the external power supply voltage Vext. The level shift circuits LS1 and LS2 and the input / output circuit IOB constitute the input / output circuit I / O.

外部電源電圧検出回路VEXTDETは、半導体集積回路装置LSIの外部電源電圧Vext で動作する回路が配置される領域に置かれ、内部電源電圧検出回路VINTDETは、内部電源電圧Vint で動作する回路が配置される領域に置かれる。これらの出力信号rst−in及びrst−exを制御論理(OR回路等)で処理して形成されたパワーオンリセット信号rstをレベルシフト回路LSに供給して、前記不定レベルが生じないように回路ノードを固定化するのに使用している。   The external power supply voltage detection circuit VEXTDET is placed in a region where a circuit operating with the external power supply voltage Vext of the semiconductor integrated circuit device LSI is arranged, and the internal power supply voltage detection circuit VINTDET is placed with a circuit operating with the internal power supply voltage Vint. Placed in the area. A circuit for supplying the power-on reset signal rst formed by processing these output signals rst-in and rst-ex with control logic (OR circuit or the like) to the level shift circuit LS so that the indefinite level does not occur. Used to fix the node.

図9には、図8の半導体集積回路装置の動作を説明するための波形図が示されている。外部電源電圧Vext は、例えば3.3Vにされ、内部電源電圧Vint は、例えば1.5Vにされる。この例では、約1.0のような基準電圧Vthref に内部電源電圧Vint に到達するまでの間リセット信号rstがハイレベルとなり、レベルシフト回路LS1,LS2の回路ノードが前記不定レベルとならないような固定レベルにされて貫通電流の発生が防止される。   FIG. 9 is a waveform diagram for explaining the operation of the semiconductor integrated circuit device of FIG. The external power supply voltage Vext is set to 3.3V, for example, and the internal power supply voltage Vint is set to 1.5V, for example. In this example, the reset signal rst is at a high level until the reference voltage Vthref such as about 1.0 reaches the internal power supply voltage Vint, and the circuit nodes of the level shift circuits LS1 and LS2 do not become the indefinite level. Generation of a through current is prevented by setting to a fixed level.

図10には、図8の半導体集積回路装置の他の動作を説明するための波形図が示されている。図8の半導体集積回路装置では、外部電源電圧検出回路VEXTDETと内部電源電圧Vint が設けられている。したがって、同図にaで示した時間帯において、異常動作として発生する電源の瞬断により、外部電源電圧Vext が低下するが、安定化又は寄生容量の影響で内部電源電圧Vint がそのままの電圧を維持した場合にも、外部電源電圧Vext の低下に対応して外部電源電圧検出回路VEXTDETが検出信号rst−exを形成するので、制御論理を通してパワーオンリセット信号rstが形成されてレベルシフト回路LS1,LS2の固定化が可能となる。   FIG. 10 is a waveform diagram for explaining another operation of the semiconductor integrated circuit device of FIG. In the semiconductor integrated circuit device of FIG. 8, an external power supply voltage detection circuit VEXTDET and an internal power supply voltage Vint are provided. Therefore, the external power supply voltage Vext decreases due to the instantaneous power interruption that occurs as an abnormal operation during the time period indicated by a in the figure, but the internal power supply voltage Vint remains unchanged due to the effect of stabilization or parasitic capacitance. Even when maintained, since the external power supply voltage detection circuit VEXTDET forms the detection signal rst-ex in response to the decrease in the external power supply voltage Vext, the power-on reset signal rst is formed through the control logic, and the level shift circuits LS1, LS1,. LS2 can be fixed.

図11には、この発明に係る半導体集積回路装置の他の一実施例の概略ブロック図が示されている。この実施例では、異電位である外部電源電圧Vext と前記CPU用の内部電源電圧Vint2と前記メモリRAM用の内部電源電圧Vint1をもつ半導体集積回路装置LSIに、外部電源電圧検出回路VEXTDET及び内部電源電圧検知回路VINTDET1及び内部電源電圧検知回路VINTDET2が設けられる。この実施例では、前記メモリRAM用の内部電源電圧Vint1と前記CPU用の内部電源電圧Vint2とが独立して供給される。これに応じて、上記のように2つの内部電源電圧検知回路VINTDET1と2が設けられる。この半導体集積回路装置LSIは例えば内部電源遮断機能を持ち、スタンバイ時にはCPUのリーク電流を抑制するため内部電源電圧Vint2の供給を停止する。これに対して、データ保持のために内部電源電圧Vint1のみ供給することが可能にされる。なお内部電源電圧Vint2の遮断時には、RAMとCPU間の信号が不定となるため、クリンチ回路により信号が所望の信号レベルに固定される。   FIG. 11 is a schematic block diagram showing another embodiment of the semiconductor integrated circuit device according to the present invention. In this embodiment, an external power supply voltage detection circuit VEXTDET and an internal power supply are added to a semiconductor integrated circuit device LSI having an external power supply voltage Vext having a different potential, an internal power supply voltage Vint2 for the CPU, and an internal power supply voltage Vint1 for the memory RAM. A voltage detection circuit VINTDET1 and an internal power supply voltage detection circuit VINTDET2 are provided. In this embodiment, the internal power supply voltage Vint1 for the memory RAM and the internal power supply voltage Vint2 for the CPU are supplied independently. In response to this, two internal power supply voltage detection circuits VINTDET1 and 2 are provided as described above. This semiconductor integrated circuit device LSI has an internal power supply cutoff function, for example, and stops supply of the internal power supply voltage Vint2 in order to suppress the leakage current of the CPU during standby. On the other hand, only the internal power supply voltage Vint1 can be supplied for data retention. When the internal power supply voltage Vint2 is cut off, the signal between the RAM and the CPU becomes indefinite, so that the signal is fixed to a desired signal level by the clinching circuit.

外部電源電圧検出回路VEXTDETは、半導体集積回路装置LSIの外部電源電圧Vext で動作する回路が配置される領域に置かれ、内部電源電圧検出回路VINTDET2は、CPU用の内部電源電圧Vint2で動作する回路が配置される領域に置かれる。内部電源電圧検出回路VINTDET1は、RAM用の内部電源電圧Vint1で動作する回路が配置される領域に置かれる。これらの外部電源電圧検出回路VEXTDET及び内部電源電圧検出回路VINTDET1,2の出力信号rst−ex及びrst−in1,rst−in2を制御論理(OR回路等)で論理処理してパワーオンリセット信号rstが形成され、レベルシフト回路LS1,LS2に固定及びクリンチ回路の不定レベルの固定化に使用される。   The external power supply voltage detection circuit VEXTTDET is placed in a region where a circuit that operates with the external power supply voltage Vext of the semiconductor integrated circuit device LSI is disposed, and the internal power supply voltage detection circuit VINTDET2 is a circuit that operates with the internal power supply voltage Vint2 for the CPU. Is placed in the area where it is placed. The internal power supply voltage detection circuit VINTDET1 is placed in a region where a circuit operating with the internal power supply voltage Vint1 for RAM is arranged. The output signals rst-ex and rst-in1 and rst-in2 of the external power supply voltage detection circuit VEXTDET and internal power supply voltage detection circuits VINTDET1 and 2 are logically processed by control logic (OR circuit or the like) to generate a power-on reset signal rst. It is formed and used for fixing to level shift circuits LS1 and LS2 and fixing an indefinite level of the clinch circuit.

図12には、図11の半導体集積回路装置の動作を説明するための波形図が示されている。スタンバイ時にCPUのリーク電流を抑制するため内部電源電圧Vint2の供給を停止されたときには、内部電源電圧検出回路VINTDET2により形成された出力信号rst−in2に基づきリセット信号rstが形成される。これにより、CPUのみの電源電圧Vint2が遮断されたとき、及び再投入されたときにリセット信号rstが形成されてレベルシフト回路LS1,LS2に固定及びクリンチ回路の不定レベルの固定化が行われる。   FIG. 12 is a waveform diagram for explaining the operation of the semiconductor integrated circuit device of FIG. When the supply of the internal power supply voltage Vint2 is stopped to suppress the leakage current of the CPU during standby, the reset signal rst is formed based on the output signal rst-in2 formed by the internal power supply voltage detection circuit VINTDET2. As a result, the reset signal rst is formed when the power supply voltage Vint2 of only the CPU is cut off and when it is turned on again, and the level shift circuits LS1 and LS2 are fixed and the indefinite level of the clinch circuit is fixed.

図13には、図11の半導体集積回路装置の他の動作を説明するための波形図が示されている。同図にaで示した時間帯において、異常動作として発生する電源の瞬断により、外部電源電圧Vext が低下するが、安定化又は寄生容量の影響で内部電源電圧Vint1, Vint2がそのままの電圧を維持した場合にも、外部電源電圧Vext の低下に対応して外部電源電圧検出回路VEXTDETが検出信号rst−exを形成するので、制御論理を通してパワーオンリセット信号rstが形成されてレベルシフト回路LS1,LS2の固定化が可能となる。   FIG. 13 is a waveform diagram for explaining another operation of the semiconductor integrated circuit device of FIG. The external power supply voltage Vext decreases due to the instantaneous power interruption that occurs as an abnormal operation during the time period indicated by a in the figure, but the internal power supply voltages Vint1 and Vint2 remain unchanged due to stabilization or parasitic capacitance. Even when maintained, since the external power supply voltage detection circuit VEXTDET forms the detection signal rst-ex in response to the decrease in the external power supply voltage Vext, the power-on reset signal rst is formed through the control logic, and the level shift circuits LS1, LS1,. LS2 can be fixed.

図14には、この発明に係る半導体集積回路装置に用いられるレベルシフト回路LSと出力回路OBの一実施例の回路図が示されている。レベルシフト回路LSは、外部電源電圧Vext で動作する回路部分と、内部電源電圧Vint で動作する回路部分からなる。上記内部電源電圧Vint で動作する回路部分としては、Vint で動作するPチャネルMOSFETMP26とNチャネルMOSFETMN24からなるCMOSインバータ回路である。このCMOSインバータ回路(MP26,MN24)は、Vint レベルの入力信号inの反転信号を形成する。それ故、Vint レベルの入力信号inを形成する内部回路で上記入力信号inの反転信号が存在すれば省略可能である。   FIG. 14 is a circuit diagram showing one embodiment of the level shift circuit LS and the output circuit OB used in the semiconductor integrated circuit device according to the present invention. The level shift circuit LS includes a circuit portion that operates with the external power supply voltage Vext and a circuit portion that operates with the internal power supply voltage Vint. The circuit portion operating at the internal power supply voltage Vint is a CMOS inverter circuit comprising a P-channel MOSFET MP26 and an N-channel MOSFET MN24 operating at Vint. The CMOS inverter circuits (MP26, MN24) form an inverted signal of the Vint level input signal in. Therefore, if there is an inverted signal of the input signal in in the internal circuit for forming the input signal in of Vint level, it can be omitted.

上記入力信号inは、PチャネルMOSFETMP20とNチャネルMOSFETMN20のゲートに供給される。上記NチャネルMOSFETMN20のソースには、回路の接地電位が供給される。上記PチャネルMOSFETMP20のソースと外部電源電圧Vext との間にはPチャネルMOSFETMP21が設けられる。上記入力信号inは、上記CMOSインバータ回路で反転されて、PチャネルMOSFETMP22とNチャネルMOSFETMN22のゲートに供給される。上記NチャネルMOSFETMN22のソースには、回路の接地電位が供給される。上記PチャネルMOSFETMP22のソースと外部電源電圧Vext との間にはPチャネルMOSFETMP23が設けられる。上記PチャネルMOSFETMP21のゲートは、上記MOSFETMP22,MN22のドレインと接続され、上記PチャネルMOSFETMP23のゲートは、上記MOSFETMP20,MN20のドレインと接続されてラッチ回路を構成する。   The input signal in is supplied to the gates of the P-channel MOSFET MP20 and the N-channel MOSFET MN20. The ground potential of the circuit is supplied to the source of the N-channel MOSFET MN20. A P-channel MOSFET MP21 is provided between the source of the P-channel MOSFET MP20 and the external power supply voltage Vext. The input signal in is inverted by the CMOS inverter circuit and supplied to the gates of the P-channel MOSFET MP22 and the N-channel MOSFET MN22. The ground potential of the circuit is supplied to the source of the N-channel MOSFET MN22. A P-channel MOSFET MP23 is provided between the source of the P-channel MOSFET MP22 and the external power supply voltage Vext. The gate of the P-channel MOSFET MP21 is connected to the drains of the MOSFETs MP22 and MN22, and the gate of the P-channel MOSFET MP23 is connected to the drains of the MOSFETs MP20 and MN20 to constitute a latch circuit.

上記ラッチ回路の一方の入出力であるPチャネルMOSFETMP23のゲートと、PチャネルMOSFETMP20とNチャネルMOSFETMN20のドレインとの接続ノードと回路の接地電位との間にNチャネルMOSFETMN21が設けられる。また、上記ラッチ回路の他方の入出力であるPチャネルMOSFETMP21のゲートと、PチャネルMOSFETMP22とNチャネルMOSFETMN22のドレインとの接続ノードと外部電源電圧Vext との間にPチャネルMOSFETMN24が設けられる。前記パワーオンリセット信号rstは、上記NチャネルMOSFETMN21のゲートに伝えられる。上記前記パワーオンリセット信号rstは、インバータ回路INV1を通して反転されて上記PチャネルMOSFETMP24のゲートに伝えられる。   An N-channel MOSFET MN21 is provided between the gate of the P-channel MOSFET MP23, which is one input / output of the latch circuit, a connection node between the P-channel MOSFET MP20 and the drain of the N-channel MOSFET MN20, and the ground potential of the circuit. Further, a P-channel MOSFET MN24 is provided between the gate of the P-channel MOSFET MP21 which is the other input / output of the latch circuit, a connection node between the P-channel MOSFET MP22 and the drain of the N-channel MOSFET MN22, and the external power supply voltage Vext. The power-on reset signal rst is transmitted to the gate of the N-channel MOSFET MN21. The power-on reset signal rst is inverted through the inverter circuit INV1 and transmitted to the gate of the P-channel MOSFET MP24.

出力回路OBは、次の回路により構成される。上記レベルシフト回路の出力信号LSout を受けるインバータ回路INV2と、その出力信号を反転するインバータ回路INV3により相補信号が形成される。上記インバータ回路INV2の出力信号は、駆動回路としてのインバータ回路INV5を通してNチャネル出力MOSFETMN23のゲートに伝えられる。上記インバータ回路INV3の出力信号は、駆動回路としてのインバータ回路INV4を通してPチャネル出力MOSFETMP25のゲートに伝えられる。上記出力MOSFETMP23のソースは回路の接地電位が与えられ、ドレインが前記外部端子TEXに接続されるパッドPADと接続される。上記出力MOSFETMP25のソースは外部電源電圧Vext が与えられ、ドレインが前記外部端子TEXに接続されるパッドPADと接続される。   The output circuit OB is configured by the following circuit. A complementary signal is formed by the inverter circuit INV2 that receives the output signal LSout of the level shift circuit and the inverter circuit INV3 that inverts the output signal. The output signal of the inverter circuit INV2 is transmitted to the gate of the N-channel output MOSFET MN23 through the inverter circuit INV5 as a drive circuit. The output signal of the inverter circuit INV3 is transmitted to the gate of the P-channel output MOSFET MP25 through the inverter circuit INV4 as a drive circuit. The source of the output MOSFET MP23 is given a circuit ground potential, and the drain is connected to a pad PAD connected to the external terminal TEX. The source of the output MOSFET MP25 is supplied with an external power supply voltage Vext, and the drain is connected to a pad PAD connected to the external terminal TEX.

上記レベルシフト回路LS及び出力回路OBを構成するMOSFETは、上記内部電源電圧Vint で動作するPチャネルMOSFETMP26、NチャネルMOSFETMN24を除いて外部電源電圧Vext に対応した高耐圧MOSFETで構成される。   The MOSFETs constituting the level shift circuit LS and the output circuit OB are high breakdown voltage MOSFETs corresponding to the external power supply voltage Vext except for the P-channel MOSFET MP26 and the N-channel MOSFET MN24 operating with the internal power supply voltage Vint.

この実施例では、入力信号inが電位不定のときには、前記外部電源電圧検出回路VEXTDET又は内部電源電圧検出回路VINTDETによりリセット信号rstがハイレベルとなり、MOSFETMN21をオン状態にしてPチャネルMOSFETMP23をオン状態にする。また、リセット信号rstのハイレベルに対応してインバータ回路(MP26,MN24)の出力信号がロウレベルとなり、PチャネルMOSFETMP24をオン状態にしてPチャネルMOSFETMP21をオフ状態にする。この結果、レベルシフト回路LSの出力信号LSout が外部電源電圧Vext に対応したハイレベルに固定されて、出力回路OBに中間レベルが供給されることがなく、上記レベルシフト回路LS自体及び出力回路IBでの前記図16に示したような貫通電流を防止することができる。   In this embodiment, when the potential of the input signal in is indefinite, the reset signal rst is set to a high level by the external power supply voltage detection circuit VEXTDET or the internal power supply voltage detection circuit VINTDET, the MOSFET MN21 is turned on and the P-channel MOSFET MP23 is turned on. To do. Further, in response to the high level of the reset signal rst, the output signal of the inverter circuit (MP26, MN24) becomes low level, and the P-channel MOSFET MP24 is turned on and the P-channel MOSFET MP21 is turned off. As a result, the output signal LSout of the level shift circuit LS is fixed at a high level corresponding to the external power supply voltage Vext, and an intermediate level is not supplied to the output circuit OB, and the level shift circuit LS itself and the output circuit IB The through current as shown in FIG. 16 can be prevented.

図15には、この発明に係る半導体集積回路装置に用いられる電源電圧検出回路の一実施例の回路図が示されている。同図は、前記図5に対応した電圧比較回路CMPの具体的回路が示されている。この電圧比較回路CMPは、他の電源電圧検出回路VINTDETの電圧比較回路あるいは半導体集積回路装置に形成されるオペアンプとして利用することができる。   FIG. 15 is a circuit diagram showing one embodiment of a power supply voltage detection circuit used in the semiconductor integrated circuit device according to the present invention. This figure shows a specific circuit of the voltage comparison circuit CMP corresponding to FIG. This voltage comparison circuit CMP can be used as a voltage comparison circuit of another power supply voltage detection circuit VINTDET or an operational amplifier formed in a semiconductor integrated circuit device.

差動形態のNチャネルMOSFETMN6とMN7の共通ソースと回路の接地電位との間に動作電流を形成する電流源としてのNチャネルMOSFETMN10が設けられる。このMOSFETMN10のゲートは、前記自己バイアス型定電流源2のノードnbisが供給されてカレントミラー形態にされる。上記一方の差動MOSFETMN6のドレインと電源電圧Vext との間には、PチャネルMOSFETMP20とMP21で構成されたカレントミラー回路が設けられる。上記MOSFETM21のドレインと回路の接地電位との間には、NチャネルMOSFETMN8とMN9で構成されたカレントミラー回路が設けられる。上記他方の差動MOSFETMN7のドレインと電源電圧Vext との間には、PチャネルMOSFETMP22とMP23で構成されたカレントミラー回路が設けられる。そして、上記PチャネルMOSFETMP23のドレインとNチャネルMOSFETMN9のドレインが接続されて電源電圧Vext と回路の接地電位までのフル振幅が可能な出力信号が形成される。この出力信号は、インバータ回路INVを通して反転されて上記パワーオンリセット信号rstが形成される。   An N-channel MOSFET MN10 is provided as a current source that generates an operating current between the common source of the differential N-channel MOSFETs MN6 and MN7 and the ground potential of the circuit. The gate of the MOSFET MN10 is supplied with the node nbis of the self-bias type constant current source 2 to be a current mirror. A current mirror circuit composed of P-channel MOSFETs MP20 and MP21 is provided between the drain of the one differential MOSFET MN6 and the power supply voltage Vext. A current mirror circuit composed of N-channel MOSFETs MN8 and MN9 is provided between the drain of the MOSFET M21 and the ground potential of the circuit. A current mirror circuit composed of P-channel MOSFETs MP22 and MP23 is provided between the drain of the other differential MOSFET MN7 and the power supply voltage Vext. The drain of the P-channel MOSFET MP23 and the drain of the N-channel MOSFET MN9 are connected to form an output signal capable of full amplitude up to the power supply voltage Vext and the ground potential of the circuit. This output signal is inverted through the inverter circuit INV to form the power-on reset signal rst.

正常動作として行なわれる電源の投入及び遮断時や異常動作として発生する電源の瞬断時において、半導体集積回路装置LSI内部で貫通電流が発生することが防止される。このような貫通電流を全て防止するには、レベルシフト回路LSの入力側である内部電源電圧Vint で動作する論理回路等の内部状態が飽和領域から線形領域に遷移することで確定する電圧レベル2Vth−in(内部回路用CMOSのNチャネルMOSFETまたはPチャネルMOSFETのしきい値電圧の和:例えば約0.4V)以上の電圧レベルからレベルシフト回路LSの出力側である外部電源電圧Vext で動作する論理回路等の内部状態が飽和領域から線形領域に遷移することで確定する電圧レベル2Vth−ex(IOB回路用CMOSのNチャネルMOSFETとPチャネルMOSFETのそれぞれしきい値電圧の和:例えば約0.8V)異常までパワーオンリセット信号rstでレベルシフタの出力を固定すれば良い。   It is possible to prevent a through current from being generated inside the semiconductor integrated circuit device LSI when the power is turned on and off as a normal operation or when the power supply is interrupted as an abnormal operation. In order to prevent all such through currents, the voltage level 2Vth determined by the transition of the internal state of the logic circuit or the like operating at the internal power supply voltage Vint on the input side of the level shift circuit LS from the saturation region to the linear region. It operates with the external power supply voltage Vext on the output side of the level shift circuit LS from a voltage level higher than −in (sum of threshold voltages of CMOS N-channel MOSFET or P-channel MOSFET: about 0.4 V, for example) Voltage level 2Vth-ex determined by transition of the internal state of the logic circuit or the like from the saturation region to the linear region (sum of threshold voltages of N channel MOSFET and P channel MOSFET of CMOS for IOB circuit: 8V) The output of the level shifter may be fixed with the power-on reset signal rst until an abnormality occurs.

前記実施例の内部電源電圧検知回路VINTDETは、電圧レベル2Vth−inかつ2Vth−ex以上の基準電圧Vthref (例えば約1.0V)と内部電源電圧Vint を電圧比較回路CMPで比較してパワーオンリセット信号rstを生成する。つまり、PチャネルMOSFETMP7,MP8とNチャネルMOSFETMN3,MN4のカレントミラー回路をそれぞれ1段(Vth分)縦積みにした自己バイアス型定電流源3よりミラーした定電流を用いて基準電圧生成部3により温度依存性が比較的フラットな基準電圧Vthref (約1.0V〜1.2V付近)を生成し、内部電源電圧Vint と比較するものである。そして、電源電圧Vext が基準電圧Vthref 以上の場合は、常に正常動作が可能であるが、基準電圧Vthref 以下の場合は、自己バイアス型定電流源2のスタートアップ回路1の特性を利用し、Vthref ≒Vext とすることで電圧比較回路CMPに内部電源電圧Vint は立ち上がっていないと判断させて、パワーオンリセット信号rstを確実に形成することができるものである。   The internal power supply voltage detection circuit VINTDET of the above embodiment compares the internal power supply voltage Vint with a reference voltage Vthref (for example, about 1.0 V) having a voltage level of 2Vth-in and 2Vth-ex or higher and a power-on reset. A signal rst is generated. In other words, the reference voltage generator 3 uses a constant current mirrored from a self-bias type constant current source 3 in which current mirror circuits of P-channel MOSFETs MP7 and MP8 and N-channel MOSFETs MN3 and MN4 are stacked in one stage (Vth). A reference voltage Vthref having a relatively flat temperature dependency (about 1.0 V to 1.2 V) is generated and compared with the internal power supply voltage Vint. When the power supply voltage Vext is equal to or higher than the reference voltage Vthref, normal operation is always possible. When the power supply voltage Vext is equal to or lower than the reference voltage Vthref, the characteristics of the startup circuit 1 of the self-bias type constant current source 2 are used. By setting Vext, the voltage comparison circuit CMP can determine that the internal power supply voltage Vint has not risen, and the power-on reset signal rst can be reliably formed.

以上本発明者によってなされた発明を、前記実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。例えば、内部電源電圧Vint は、外部端子から供給されるの他に上記外部電源電圧Vext を内部で降圧したものであってもよい。この降圧電圧を形成するために上記基準電圧Vthref を利用するものであってもよい。パワーオンリセット信号rstは、前記内部の不定レベルによる貫通電流を防止するもの他、内部回路の初期値、例えばレジスタやラッチ回路の初期値を設定するもの等電源電圧検出信号として広く利用することができる。この発明は、電源電圧検出回路を有する半導体集積回路装置(例:マイコン、システムLSI等)に広く利用することができる。   Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the above embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, the internal power supply voltage Vint may be a voltage obtained by internally reducing the external power supply voltage Vext in addition to being supplied from an external terminal. The reference voltage Vthref may be used to form this step-down voltage. The power-on reset signal rst is widely used as a power supply voltage detection signal such as a signal that prevents a through current due to the internal indefinite level, and an initial value of an internal circuit, for example, an initial value of a register or a latch circuit. it can. The present invention can be widely used for a semiconductor integrated circuit device (eg, microcomputer, system LSI, etc.) having a power supply voltage detection circuit.

この発明に係る電源検出回路の一実施例を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing an embodiment of a power supply detection circuit according to the present invention. FIG. 図1の電源検出回路の動作を説明するための特性図である。FIG. 2 is a characteristic diagram for explaining the operation of the power supply detection circuit of FIG. 1. この発明に係る電源検出回路の他の一実施例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows another Example of the power supply detection circuit based on this invention. この発明に係る電源検出回路の他の一実施例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows another Example of the power supply detection circuit based on this invention. この発明に係る電源検出回路の更に他の一実施例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows another Example of the power supply detection circuit based on this invention. 図5の電源検出回路の動作を説明するための特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram for explaining the operation of the power supply detection circuit of FIG. 5. この発明に係る電源検出回路の更に他の一実施例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows another Example of the power supply detection circuit based on this invention. この発明に係る半導体集積回路装置の一実施例を示す概略ブロック図である。1 is a schematic block diagram showing an embodiment of a semiconductor integrated circuit device according to the present invention. 図8の半導体集積回路装置の動作を説明するための波形図である。FIG. 9 is a waveform diagram for explaining the operation of the semiconductor integrated circuit device of FIG. 8. 図8の半導体集積回路装置の他の動作を説明するための波形図である。FIG. 9 is a waveform diagram for explaining another operation of the semiconductor integrated circuit device of FIG. 8. この発明に係る半導体集積回路装置の他の一実施例を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows another Example of the semiconductor integrated circuit device based on this invention. 図11の半導体集積回路装置の動作を説明するための波形図である。12 is a waveform diagram for explaining the operation of the semiconductor integrated circuit device of FIG. 図11の半導体集積回路装置の他の動作を説明するための波形図である。FIG. 12 is a waveform diagram for explaining another operation of the semiconductor integrated circuit device of FIG. 11. この発明に係る半導体集積回路装置に用いられるレベルシフト回路LSと出力回路OBの一実施例を示す回路図である。2 is a circuit diagram showing one embodiment of a level shift circuit LS and an output circuit OB used in the semiconductor integrated circuit device according to the present invention. FIG. この発明に係る半導体集積回路装置に用いられる電源電圧検出回路の一実施例を示す具体的回路図である。1 is a specific circuit diagram showing an embodiment of a power supply voltage detection circuit used in a semiconductor integrated circuit device according to the present invention. 本発明に先立って検討されたレベルシフト回路LSと出力回路OBの回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of a level shift circuit LS and an output circuit OB studied prior to the present invention. 本発明に先立って検討されたパワーオンリセット回路の回路図である。It is a circuit diagram of the power-on reset circuit examined prior to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…スタートアップ回路、2…自己バイアス型定電流源、3…基準電圧生成部、4…分圧回路、5…バンドギャップレファレンス回路、LS…レベルシフト回路、OB…出力回路、IOB…入力/出力回路、I/O…入出力回路、CMP…電圧比較回路、INV,INV1〜INV5…インバータ回路、MP1〜MP39…PチャネルMOSFET、MN1〜MN31…NチャネルMOSFET、T1〜T3…バイポーラトランジスタ、VINTDET…内部電源電圧検出回路、VEXTDET…外部電源電圧検出回路、RAM…メモリ、CPU…中央処理装置、LOG…内部回路、TEX…外部端子。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Startup circuit, 2 ... Self-bias type constant current source, 3 ... Reference voltage generation part, 4 ... Voltage divider circuit, 5 ... Band gap reference circuit, LS ... Level shift circuit, OB ... Output circuit, IOB ... Input / output Circuit, I / O ... Input / output circuit, CMP ... Voltage comparison circuit, INV, INV1-INV5 ... Inverter circuit, MP1-MP39 ... P-channel MOSFET, MN1-MN31 ... N-channel MOSFET, T1-T3 ... Bipolar transistor, VINTDET ... Internal power supply voltage detection circuit, VEXTDET ... external power supply voltage detection circuit, RAM ... memory, CPU ... central processing unit, LOG ... internal circuit, TEX ... external terminal.

Claims (12)

第1電源電圧で動作する第1回路と、
上記第1電源電圧より低い第2電源電圧で動作する第2回路と、
上記第1電源電圧で動作するスタートアップ回路と、
上記第1電源電圧で動作する自己バイアス型定電流源と、
上記第1電源電圧で動作し、上記自己バイアス型定電流源で形成された定電流を用いて基準電圧を形成する基準電圧生成部と、
上記第1電源電圧で動作し、上記基準電圧と上記第2電源電圧に対応した電圧とを受けて電源検出信号を形成する電圧比較回路とを有し、
上記自己バイアス型定電流源は、
ダイオード形態にされた第1トランジスタと、
上記第1トランジスタのしきい値電圧より小さなしきい値電圧を持つようにされた第2トランジスタと、
上記第2トランジスタに流れる電流を受けて、上記第1トランジスタに流れる電流を形成する電流ミラー回路と、
上記第1トランジスタと第2トランジスタのしきい値電圧の差電圧に対応した定電流を上記第2トランジスタに流す第1抵抗素子とを有し、
上記基準電圧生成部は、
上記自己バイアス型定電流源の電流ミラー回路と電流ミラー形態にされた第3トランジスタと、
上記第3トランジスタの定電流が供給されて上記基準電圧を形成する第2抵抗素子とを有し、
上記スタートアップ回路は、
上記第1電源電圧が上記基準電圧以下の所定電圧に到達するまでの間上記第1トランジスタ又は第2トランジスタに起動電流が流れるような起動電圧を上記自己バイアス型定電流源に対して供給し、上記基準電圧が上記第1電源電圧に対応した電圧となるような制御電圧を上記基準電圧生成部に対して供給し、
上記第1電源電圧が上記所定電圧に到達すると、上記自己バイアス型定電流源に対する上記起動電圧及び上記基準電圧生成部に対する上記制御電圧の供給を停止する半導体集積回路装置。
A first circuit operating at a first power supply voltage;
A second circuit operating at a second power supply voltage lower than the first power supply voltage;
A startup circuit operating at the first power supply voltage;
A self-biased constant current source operating at the first power supply voltage;
A reference voltage generator that operates with the first power supply voltage and forms a reference voltage using a constant current formed by the self-bias type constant current source;
A voltage comparison circuit that operates at the first power supply voltage and receives the reference voltage and a voltage corresponding to the second power supply voltage to form a power supply detection signal;
The self-biased constant current source is
A first transistor in the form of a diode;
A second transistor having a threshold voltage lower than that of the first transistor;
A current mirror circuit for receiving a current flowing through the second transistor and forming a current flowing through the first transistor;
A first resistance element that causes a constant current corresponding to a voltage difference between threshold voltages of the first transistor and the second transistor to flow through the second transistor;
The reference voltage generator is
A current mirror circuit of the self-bias type constant current source and a third transistor in the form of a current mirror;
A second resistance element that is supplied with a constant current of the third transistor and forms the reference voltage;
The startup circuit is
Supplying a starting voltage to the self-bias type constant current source so that a starting current flows in the first transistor or the second transistor until the first power supply voltage reaches a predetermined voltage equal to or lower than the reference voltage; Supplying a control voltage such that the reference voltage is a voltage corresponding to the first power supply voltage to the reference voltage generator;
When the first power supply voltage reaches the predetermined voltage, the semiconductor integrated circuit device stops supplying the start-up voltage to the self-bias type constant current source and the control voltage to the reference voltage generation unit.
請求項1において、
上記第1トランジスタと第2トランジスタのしきい値電圧の差電圧は、上記第1トランジスタと第2トランジスタに流れる電流の電流密度比に対応したバンドギャップ電圧を利用する半導体集積回路装置。
In claim 1,
A semiconductor integrated circuit device using a band gap voltage corresponding to a current density ratio of currents flowing through the first transistor and the second transistor as a difference voltage between threshold voltages of the first transistor and the second transistor.
請求項2において、
上記第1乃至第3トランジスタはMOSFETであり、
上記第2抵抗素子は、線形動作するMOSFETと飽和動作するMOSFETの直列回路を含む半導体集積回路装置。
In claim 2,
The first to third transistors are MOSFETs,
The second resistance element is a semiconductor integrated circuit device including a series circuit of a MOSFET that operates linearly and a MOSFET that performs saturation operation.
請求項3において、
上記電流ミラー回路は、PチャネルMOSFETで構成され、
上記第1、第2トランジスタは、NチャネルMOSFETであり、
上記3トランジスタは、上記電流ミラー回路の出力側PチャネルMOSFETとゲート及びドレインが共通接続されたPチャネルMOSFETであり、
上記線形動作するMOSFETは、ゲートに回路の接地電位が供給され、基板ゲートに上記基準電圧が供給されたPチャネルMOSFETであり、
上記飽和動作するMOSFETは、ゲート及びドレインに回路の接地電位が供給されたPチャネルMOSFETである半導体集積回路装置。
In claim 3,
The current mirror circuit is composed of a P-channel MOSFET,
The first and second transistors are N-channel MOSFETs,
The three transistors are P-channel MOSFETs whose gates and drains are commonly connected to the output-side P-channel MOSFET of the current mirror circuit,
The linearly operating MOSFET is a P-channel MOSFET in which the circuit ground potential is supplied to the gate and the reference voltage is supplied to the substrate gate,
The MOSFET that performs the saturation operation is a P-channel MOSFET in which a circuit ground potential is supplied to a gate and a drain.
請求項3において、
上記電流ミラー回路は、PチャネルMOSFETで構成され、
上記第1、第2トランジスタは、NチャネルMOSFETであり、
上記3トランジスタは、上記第1トランジスタと電流ミラー形態にされたNチャネルMOSFETであり、
上記線形動作するMOSFETは、ゲートに回路の接地電位が供給され、基板ゲートに上記基準電圧が供給されたPチャネルMOSFETであり、
上記飽和動作するMOSFETは、ゲートに回路の接地電位が供給され、ソースに上記第1電源電圧が供給されたPチャネルMOSFETである半導体集積回路装置。
In claim 3,
The current mirror circuit is composed of a P-channel MOSFET,
The first and second transistors are N-channel MOSFETs,
The three transistors are N-channel MOSFETs in the form of a current mirror with the first transistor,
The linearly operating MOSFET is a P-channel MOSFET in which the circuit ground potential is supplied to the gate and the reference voltage is supplied to the substrate gate,
The saturation operation MOSFET is a semiconductor integrated circuit device which is a P-channel MOSFET in which a circuit ground potential is supplied to a gate and the first power supply voltage is supplied to a source.
請求項5において、
上記第1回路は、
上記第2回路で形成された信号を受けて、上記第1電源電圧に対応した信号振幅に変換するレベル変換回路と、このレベル変換回路の出力信号を外部端子に出力する出力回路とを有し、
上記電圧検出信号は、上記レベル変換回路の出力信号を上記第1電源電圧又は回路の接地電位に固定するMOSFETをオン状態にする半導体集積回路装置。
In claim 5,
The first circuit includes:
A level conversion circuit that receives a signal formed by the second circuit and converts the signal to a signal amplitude corresponding to the first power supply voltage; and an output circuit that outputs an output signal of the level conversion circuit to an external terminal. ,
The voltage detection signal is a semiconductor integrated circuit device that turns on a MOSFET that fixes the output signal of the level conversion circuit to the first power supply voltage or the ground potential of the circuit.
第1電源電圧で動作するスタートアップ回路と、
上記第1電源電圧で動作する自己バイアス型定電流源と、
上記第1電源電圧で動作して電源検出信号を形成する電圧比較回路とを有し、
上記自己バイアス型定電流源は、
ダイオード形態にされた第1トランジスタと、
上記第1トランジスタのしきい値電圧より小さなしきい値電圧を持つようにされた第2トランジスタと、
上記第2トランジスタに流れる電流を受けて、上記第1トランジスタに流れる電流を形成する電流ミラー回路と、
上記第1トランジスタと第2トランジスタのしきい値電圧の差電圧に対応した定電流を上記第2トランジスタに流す第1抵抗素子とを有し、
上記電圧比較回路は、
上記自己バイアス型定電流源で形成された定電流を動作電流とする差動増幅回路を有し、
上記差動増幅回路の差動入力には、上記電流ミラー回路に供給されるバイアス電圧と上記第1トランジスタに供給されるバイアス電圧とが供給され、
上記スタートアップ回路は、
上記第1電源電圧が所定電圧に到達するまでの間上記第1トランジスタ又は第2トランジスタに起動電流が流れるような起動電圧を上記自己バイアス型定電流源に対して供給し、
上記第1電源電圧が所定電圧に到達すると、上記自己バイアス型定電流源に対する上記起動電圧の供給を停止するする半導体集積回路装置。
請求項5において、
A startup circuit operating at the first power supply voltage;
A self-biased constant current source operating at the first power supply voltage;
A voltage comparison circuit that operates at the first power supply voltage to form a power supply detection signal;
The self-biased constant current source is
A first transistor in the form of a diode;
A second transistor having a threshold voltage lower than that of the first transistor;
A current mirror circuit for receiving a current flowing through the second transistor and forming a current flowing through the first transistor;
A first resistance element that causes a constant current corresponding to a voltage difference between threshold voltages of the first transistor and the second transistor to flow through the second transistor;
The voltage comparison circuit
A differential amplifier circuit having a constant current formed by the self-bias type constant current source as an operating current;
The differential input of the differential amplifier circuit is supplied with a bias voltage supplied to the current mirror circuit and a bias voltage supplied to the first transistor,
The startup circuit is
Supplying a starting voltage such that a starting current flows through the first transistor or the second transistor until the first power supply voltage reaches a predetermined voltage, to the self-bias type constant current source;
A semiconductor integrated circuit device that stops supplying the start-up voltage to the self-biased constant current source when the first power supply voltage reaches a predetermined voltage.
In claim 5,
請求項7において、
上記第1トランジスタと第2トランジスタのしきい値電圧の差電圧は、上記第1トランジスタと第2トランジスタに流れる電流の電流密度比に対応したバンドギャップ電圧を利用する半導体集積回路装置。
In claim 7,
A semiconductor integrated circuit device using a band gap voltage corresponding to a current density ratio of currents flowing through the first transistor and the second transistor as a difference voltage between threshold voltages of the first transistor and the second transistor.
請求項8において、
上記電流ミラー回路及び上記第1及び第2トランジスタはMOSFETで構成される半導体集積回路装置。
In claim 8,
A semiconductor integrated circuit device in which the current mirror circuit and the first and second transistors are MOSFETs.
上記第1電源電圧で動作するスタートアップ回路と、
上記第1電源電圧で動作する自己バイアス型定電流源と、
上記第1電源電圧で動作し、上記自己バイアス型定電流源で形成された定電流を用いて基準電圧を形成する基準電圧生成部と、
上記第1電源電圧で動作し、上記基準電圧と上記第1電源電圧の分圧電圧とを受けて電源検出信号を形成する電圧比較回路とを有し、
上記自己バイアス型定電流源は、
ダイオード形態にされた第1トランジスタと、
上記第1トランジスタのしきい値電圧より小さなしきい値電圧を持つようにされた第2トランジスタと、
上記第2トランジスタに流れる電流を受けて、上記第1トランジスタに流れる電流を形成する電流ミラー回路と、
上記第1トランジスタと第2トランジスタのしきい値電圧の差電圧に対応した定電流を上記第2トランジスタに流す第1抵抗素子とを有し、
上記基準電圧生成部は、
上記自己バイアス型定電流源の電流ミラー回路と電流ミラー形態にされた第3トランジスタと、
上記第3トランジスタの定電流が供給されて上記基準電圧を形成する第2抵抗素子とを有し、
上記スタートアップ回路は、
上記第1電源電圧が上記基準電圧以下の所定電圧に到達するまでの間上記第1トランジスタ又は第2トランジスタに起動電流が流れるような起動電圧を上記自己バイアス型定電流源に対して供給し、上記基準電圧が上記第1電源電圧に対応した電圧となるような制御電圧を上記基準電圧生成部に対して供給し、
上記第1電源電圧が上記所定電圧に到達すると、上記自己バイアス型定電流源に対する上記起動電圧及び上記基準電圧生成部に対する上記制御電圧の供給を停止するする半導体集積回路装置。
A startup circuit operating at the first power supply voltage;
A self-biased constant current source operating at the first power supply voltage;
A reference voltage generator that operates with the first power supply voltage and forms a reference voltage using a constant current formed by the self-bias type constant current source;
A voltage comparison circuit that operates at the first power supply voltage and that receives the reference voltage and the divided voltage of the first power supply voltage to form a power supply detection signal;
The self-biased constant current source is
A first transistor in the form of a diode;
A second transistor having a threshold voltage lower than that of the first transistor;
A current mirror circuit for receiving a current flowing through the second transistor and forming a current flowing through the first transistor;
A first resistance element that causes a constant current corresponding to a voltage difference between threshold voltages of the first transistor and the second transistor to flow through the second transistor;
The reference voltage generator is
A current mirror circuit of the self-bias type constant current source and a third transistor in the form of a current mirror;
A second resistance element that is supplied with a constant current of the third transistor and forms the reference voltage;
The startup circuit is
Supplying a starting voltage to the self-bias type constant current source so that a starting current flows in the first transistor or the second transistor until the first power supply voltage reaches a predetermined voltage equal to or lower than the reference voltage; Supplying a control voltage such that the reference voltage is a voltage corresponding to the first power supply voltage to the reference voltage generator;
When the first power supply voltage reaches the predetermined voltage, the semiconductor integrated circuit device stops the supply of the starting voltage to the self-bias type constant current source and the control voltage to the reference voltage generator.
請求項10において、
上記第1トランジスタと第2トランジスタのしきい値電圧の差電圧は、上記第1トランジスタと第2トランジスタに流れる電流の電流密度比に対応したバンドギャップ電圧を利用する半導体集積回路装置。
In claim 10,
A semiconductor integrated circuit device using a band gap voltage corresponding to a current density ratio of currents flowing through the first transistor and the second transistor as a difference voltage between threshold voltages of the first transistor and the second transistor.
請求項11において、
上記電流ミラー回路及び上記第1乃至第3トランジスタはMOSFETで構成される半導体集積回路装置。
In claim 11,
A semiconductor integrated circuit device in which the current mirror circuit and the first to third transistors are MOSFETs.
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